《工程岩土》课件 模块一 岩土体工程性质分析单元2任务点1土的三相组成分析

《工程岩土》

模块一

岩石土体工程性质分析学习导图

单元二

土体物理力学指标测定任务1土的三相组成分析问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测

某一级公路路基施工，某段填土路堤，路基设计宽度为10m，填土高度为8m，假设你是公路施工技术人员，受业主委托，请根据现场勘察的特点及要求，结合相关规范及设计文件完成此路段的路基填筑工作。问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测

根据现场勘察，附近取土场土体为黑褐色砂性土和粉土，请结合以下问题完成知识点1的学习：1.这两种土是否适合作为路堤填料？优选哪种？2.路堤填料有级配要求，如何判断该土级配是否满足要求？3.如果附近只有粉土，粉土是否适合作为上路床填料？为什么？4.如果施工期刚好遇到梅雨季节，填料遭雨水浸泡，水分过多，该如何处理？问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测土的三相组成问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测土的三相组成液相（土中水）1固相（固体）颗粒2气相（土中气）体3干土（土中空隙完全被气充满）饱和土（土中空隙完全被水充满）++非饱和土/湿土（空隙中水和气均在）问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测一、土中固体颗粒（一）粒度成分粒度土粒的大小粒度成分不同粒径所占的百分比粒组土粒按粒径大小分为若干组别问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测（一）粒度成分1、土颗粒的大小问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测（一）粒度成分2、土颗粒的形状浑圆度：球度：体积系数VC：形状系数F：问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测（一）粒度成分3、粒度成分分析方法试验方法适用范围试验原理检测方法筛分法粒径范围0.075～60mm的粗粒土不同粒径土粒通过不同筛孔T0115-1993密度计法粒径小于0.075mm的细粒土根据司笃克斯定律测定。利用土壤密度计通过测量不同深度处悬液的密度和土粒沉降的距离来计算不同粒径土粒所占的百分比T0116-2007移液管法粒径小于0.075mm细粒土根据司笃克斯定律计算出某种粒径的颗粒在液面下沉到一定深度所需的时间，在此预计的时间内用移液管自该深度处取出固定体积的悬液。烘干悬液中水分，然后称干土质量，从而可计算出该粒径土粒所占百分比。T0117-1993问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测（一）粒度成分筛分法问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测（一）粒度成分密度瓶法问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测（一）粒度成分移液管法问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测（一）粒度成分4、粒度成分表示方法——表格法

粒度成分的累计百分含量表示法粒径di(mm)粒径di小于等于的累计百分含量pi(%)粒径di(mm)粒径di小于等于的累计百分含量pi(%)土样A土样B土样C土样A土样B土样C10-100.0-0.109.023.692.05100.075.0-0.075-19.077.6298.955.0-0.01-10.940.0192.942.7-0.005-6.728.90.576.534.7-0.001-1.510.00.2535.028.5100.0

土的粒度成分分析结果粒组（mm）粒度成分（以质量%计）粒组mm）粒度成分（以质量%计）土样a土样b土样c土样a土样b土样c10～5-25.0-0.10～0.0759.04.614.45～21.120.0-0.075～0.01-8.137.62～16.012.3-0.01～0.005-4.211.11～0.516.48.0-0.005～0.001-5.218.90.5～0.2541.56.2-﹤0.001-1.510.00.25～0.1026.04.98.0

问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测（一）粒度成分4、粒度成分表示方法静水沉降法——累计曲线法问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测（一）粒度成分4、粒度成分表示方法

——累计曲线法特征粒径:d50:平均粒径d60:控制粒径d10:有效粒径d30:中值粒径问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测（一）粒度成分4、粒度成分表示方法——累计曲线法❄土的不均匀系数Cu，表示土的不均匀程度。Cu>5的土称为不均匀土，反之称为均匀土。❄土的曲率系数Cc（级配系数)，描述累计曲线的分布范围。Cc=1~3时，为级配连续（较好）；Cc<1或Cc>3时，级配不连续（较差）。问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测（一）粒度成分4、粒度成分表示方法——累计曲线法❄工程上常用这两个指标来衡量土的级配：

同时满足这两个条件为级配良好的土；不能同时满足上述两个条件的土称为级配不良的土。图中曲线a表示该土绝大部分是由比较均匀的砂粒组成的；曲线b表示该土由各种粒组的土粒组成，土粒极不均匀；曲线c表示该土中砂粒极少，主要是由细颗粒组成的黏性土。问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测（一）粒度成分4、粒度成分表示方法——三角坐标法

Hhchbha问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测（二）矿物成分可溶性次生矿物：原生矿物遭受化学风化后，可溶的物质被水溶滤到别的地方沉淀下来，形成

矿物成分原生矿物（物理风化）石英、长石、云母等次生矿物（化学风化）更细，甚至变成胶粒有机质微（生物作用）不溶性次生矿物：系风化残余物及新生成的黏土矿物。一般颗粒非常细小，黏性土的主要组成部分问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测（二）矿物成分相互磨蚀

岩石

棱角状碎块、化

学成分不改变

原生矿物物理风化原生矿物石英、云母、长石等颗粒较大，存在于卵、砾、砂、粉粒组中性质稳定，无黏性、透水性大、压缩性低流水及风的搬运问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测（二）矿物成分干旱和半干旱气候地区结晶沉淀充填于土的孔隙内，形成不稳定的胶结物分解成分改变溶滤带走、沉积残留部分

原生矿物

可溶性次生矿物不可溶性次生矿物化学风化次生二氧化硅、倍半氧化物、黏土矿物可溶的卤化物、硫酸盐及碳酸盐未沉淀析出的部分，则呈离子状态存在于土的孔隙溶液中黏土矿物是原生矿物长石及云母等硅酸盐类矿物经化学风化而成，主要有高岭石、水云母、蒙脱石等三类问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测（二）矿物成分转化分解动植物残骸

微生物

有机质问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测（三）土的矿物成分和粒度成分的关系土的粒度成分间接反映了矿物成分的特性，它们均是决定土的工程性质的重要指标。问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测二、土中水（液相）土中的水矿物成分水结合水

重力水

毛细水结晶水自由水

弱结合水

强结合水沸石水孔隙中的水结构水

固态水

气态水问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测二、土中水（液相）土颗粒和水的分布问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测二、土中水（液相）黏土颗粒和结合水的相互作用问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测土中气体的来源除来自空气外，也可由生物化学作用和化学反应所生成。土中气体的特点主要成分O2，还含有CO2、N2、CH4、H2S等气体及一定放射性元素，最多的是水汽。土中气体分类吸附气体、溶解气体、自由气体及密闭气体。影响风化的因素123影响自由气体：对土的性质影响不大封闭气泡：增加土的弹性，阻塞渗流通道，降低渗透性4问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测土的三相组成小结

固相土粒是土的最主要的物质组成，构成土的主体，其粒度成分、矿物成分决定着土的工程性质。粒度成分用来描述